● 摘要
“复杂产品集成制造系统技术”是为适应复杂产品制造企业所面临的严峻挑战而在相关新技术的推动下产生并正处于迅速发展中的一门新兴技术,而复杂产品制造企业中的生产调度技术正是该技术体系中的一项重要技术。本文针对我国复杂产品制造企业中两类车间配合不够紧密以及生产系统性能受不确定干扰因素影响严重的特点,在把机加车间和装配车间作为一个整体考虑的基础上研究了对该类集成系统进行全局调度的算法,并把提高作业计划的鲁棒性作为算法设计的主要目标之一。本文主要工作内容如下:1. 简要回顾了实际生产调度问题研究领域近年来的研究成果,比较了复杂产品制造企业中的实际生产调度问题与理论生产调度模型之间的差别,并在此基础上指出了复杂产品制造企业中生产调度问题研究的不足。2. 总结了典型复杂产品制造企业中的生产模式特点,并在此基础上结合调度理论,从调度环境、加工过程特征及相关约束、目标函数三个方面定义了复杂产品制造企业中的生产调度问题,并提出了反映作业计划鲁棒性的指标——平均提前率。研究结果表明复杂产品制造企业中的生产调度问题是一类特殊的具有设备可用性约束、优先约束并允许抢占的多目标柔性作业车间批量生产调度问题。3. 提出了一种求解复杂产品制造企业中生产调度问题的算法。通过比较复杂产品制造企业中两类零件的调度结果对系统性能影响程度的差异,提出了一种分两步确定整个生产作业计划的总体调度策略;针对“两步法”中的第一步,提出了一种对关、重件进行批量分割以及排序的双层调度算法;针对“两步法”中的第二步,提出了一种用于调度一般件的基于任务紧急程度的指派规则。4. 提出了一种基于仿真模型的对复杂产品制造企业中生产调度问题的解进行评价的方法。从仿真建模相对于数学建模的优势和仿真优化集成的可行性两个方面探讨了采用仿真建模的原因;提出了利用Arena仿真软件对复杂产品制造企业中生产调度问题进行建模的方法,从而建立了对此类问题进行求解的仿真优化集成系统。5. 利用本文提出的仿真优化框架对某航天企业某分厂中的实际生产调度问题进行求解,并将优化结果与按照该企业中的实际调度方法进行调度所得的结果进行了比较。研究结果表明,采用本文算法获得的优化结果与采用实际调度方法所得的结果相比,在生产周期以及系统鲁棒性上均有较大提高,从而验证了本文算法的可行性及有效性。
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